DE102010040213B4

DE102010040213B4 - Druckschalter

Info

Publication number: DE102010040213B4
Application number: DE102010040213.3A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kampf Marcus; Jürgen Kreutzkämper; Fabian Schmidt; Dieter Schönherr
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2030-09-04
Also published as: US8746072B2; ES2587984T3; CN102436967A; EP2428785B1; DK2428785T3; DE102010040213A1; EP2428785A1; JP5868078B2; JP2012058235A; CN102436967B; US20120132507A1

Abstract

Druckschalter (1), umfassend ein Gehäuse (2), das eine Kavität (3) zur Aufnahme eines Fluids aufweist, dessen Druck zu messen ist, wobei der Druckschalter (1) weiterhin ein druckaufnehmendes Element (4) zur Messung des Drucks aufweist, das mit der Kavität (3) in fluidischer Verbindung steht, wobei sich die Kavität (3) von einem Einlass (5) bis zu einem Auslass (6) erstreckt und einen Fließweg (7) für das Fluid bildet, wobei das druckaufnehmende Element (4) zwischen dem Einlass (5) und dem Auslass (6) im Fließweg (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das druckaufnehmende Element (4) eine zylindrische Form mit konstantem Durchmesser aufweist, wobei es in einer Bohrung im Gehäuse (2) angeordnet ist, die einen konstanten Bohrungsdurchmesser aufweist, und wobei sich das druckaufnehmende Element (4) mit einem seiner Enden in den Fließweg (7) hinein erstreckt und mit seiner restlichen Erstreckung im Gehäuse (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckschalter, umfassend ein Gehäuse, das eine Kavität zur Aufnahme eines Fluids aufweist, dessen Druck zu messen ist, wobei der Druckschalter weiterhin ein druckaufnehmendes Element zur Messung des Drucks aufweist, das mit der Kavität in fluidischer Verbindung steht, wobei sich die Kavität von einem Einlass bis zu einem Auslass erstreckt und einen Fließweg für das Fluid bildet, wobei das druckaufnehmende Element zwischen dem Einlass und dem Auslass im Fließweg angeordnet ist.
Druckschalter dieser Art sind im Stand der Technik bekannt, wozu beispielhaft auf die DE 19 57 687 A , auf die JP 08-304197 A und auf die DE 101 55 839 A1 hingewiesen wird. Sie werden beispielsweise in Schmiersystemen eingesetzt, die Maschinenkomponenten mit Schmierfett versorgen. Hierbei ist ein bestimmter Druck im Schmierfett aufrecht zu erhalten; sinkt der Druck ab, muss weiteres Schmierfett von einer Fettpumpe nachgepumpt werden. Demgemäß überwacht ein gattungsgemäßer Druckschalter den aktuell sich in einem definierten Bereich der Anlage befindlichen Druck des Schmiermittels.
Bekannte Druckschalter weisen im Anschluss eine Art Sackgasse (Totraum) vor dem Druckraum auf, in dem das Fett nicht zirkuliert und folglich nicht ausgetauscht wird. Das sich dort befindliche Fett kann somit altern, was durch wechselnden Druck noch begünstigt wird. Somit wird das Fett über die Zeit separiert (Grundöl „blutet“ aus), so dass es verhärtet.
Dieser Totraum („Sackgasse“) ist konstruktionsbedingt und wird noch dadurch vergrößert, dass T-Stücke im Bereich anderer Anschlussarmaturen eingesetzt werden.
Der genannte Effekt des Aushärtens des Fettes ist insbesondere stark abhängig vom konkreten Ausblutverhalten des Fetts sowie von seinen Fließeigenschaften und seinem Feststoffanteil. Die Auswahl des Fetts kann allerdings mitunter nur begrenzt beeinflusst werden.
Bei vorbekannten Druckschaltern der eingangs genannten Art kommt es daher vor, dass ein sich gebildeter Fettpfropfen so verhärtet, dass der Druckschalter nicht mehr arbeitet, d. h. dass er bei entsprechenden Druckverhältnissen nicht mehr schaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckschalter der gattungsgemäßen Art so auszubilden, dass der genannte nachteilige Effekt verhindert werden kann. Eine Beeinträchtigung der Funktion des Druckschalters durch sich verhärtendes Fluid soll demgemäß zuverlässig verhindert werden.
Die Lös u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das druckaufnehmende Element eine zylindrische Form mit konstantem Durchmesser aufweist, wobei es in einer Bohrung im Gehäuse angeordnet ist, die einen konstanten Bohrungsdurchmesser aufweist, und wobei sich das druckaufnehmende Element mit einem seiner Enden in den Fließweg hinein erstreckt und mit seiner restlichen Erstreckung im Gehäuse angeordnet ist.
Der Fließweg ist bevorzugt zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgebildet.
Das druckaufnehmende Element ist dabei bevorzugt im Bereich des zylindrischen Abschnitts angeordnet.
Der Einlass und der Auslass können jeweils einen Gewindeabschnitt aufweisen, wobei das Gewinde in das Gehäuse geschnitten ist. Der Durchmesser des Gewindeabschnitts ist dabei bevorzugt größer als Durchmesser des Fließwegs zwischen dem Einlass und dem Auslass.
Der Fließweg und die Gewindeabschnitte weisen vorzugsweise eine konzentrische Achse auf. Die Achse des Fließwegs und die Längsachse des stiftförmig ausgebildeten, insbesondere zylindrisch ausgebildeten druckaufnehmenden Elements stehen besonders bevorzugt senkrecht aufeinander.
Der Druckschalter kann einen integrierten Messanschluss für den gemessenen Druck aufweisen. Möglich ist es auch, dass er mit einem Manometer in direkter Verbindung steht.
Der vorgeschlagene Druckschalter sieht also vor, dass das druckaufnehmende Element (d. h. das Druckübertragungselement) vom Medium, dessen Druck zu messen ist, umspült wird. Demgemäß ist es ausgeschlossen, dass sich in Toträumen bzw. Stauräumen Fluid ansammelt und über längere Zeit dort verbleibt. Der oben beschriebene Effekt, der die Funktionsfähigkeit des Druckschalters beeinträchtigt, wird somit verhindert, d. h. es kann sich insbesondere kein aushärtendes Fett im Bereich des druckaufnehmenden Elements anlagern und sich dort festsetzen. Das mediumumspülte Druckübertragungselement ist also totraumfrei ausgebildet.
Die integrierte Bauweise des Druckschalters ist vorteilhaft für den Einbau in einer Druckleitung geeignet.
Der Schalter ist für Fette mit mineralischer und synthetischer Ölbasis problemlos einsetzbar.
Der Schalter arbeitet in allen in Frage kommenden Druckbereichen zuverlässig, wobei Schaltdrücke zwischen 20 bar und 320 bar besonders relevant sind.
Auch bei tiefen Temperaturen ist die Funktion des Druckschalters gewährleistet, bei denen die Gefahr besonders groß ist, dass sich verhärtetes Schmierfett den Schalter blockiert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckschalter.
Der dargestellte Druckschalter 1 wird überwiegend zur Überwachung und Abschaltung des Schmiervorgangs bei Schmieranlagen verwendet. Der Druckschalter 1 hat zwei Anschlüsse für die Druckleitung, in die er eingebaut wird, nämlich einen Einlass 5 und einen Auslass 6. Die Installation des Druckschalters 1 erfolgt in einer Druckleitung, die von dem Druckmedium (Fluid) durchströmt wird. Bevorzugt wird der Druckschalter 1 vor dem letzten Verteiler (Zumessventil) angeordnet.
Der Druckschalter 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das aus einem einzigen Metallblock gefertigt sein kann. Im Gehäuse 2 ist eine Kavität 3 ausgebildet, die zum Eintritt bzw. Durchtritt des Fluids (d. h. insbesondere des Schmierfettes) ausgebildet ist, dessen Druck zu messen ist. Zur Druckmessung wird ein druckaufnehmendes Element 4 eingesetzt. Dieses Element, das als Druckübertragungselement fungiert, ist stößelförmig ausgebildet und ragt in die Kavität 3 hinein, in der sich das Fluid befindet.
Zwischen dem Einlass 5 und dem Auslass 6 bildet die Kavität 3 einen Fließweg 7 für das Fluid, dessen Druck zu messen ist. Der Anschluss von (nicht dargestellten) Rohrleitungen erfolgt über Gewindeabschnitte 8 und 9 des Einlasses 5 bzw. des Auslasses 6.
Zu erkennen ist, dass der Fließweg 7 zwischen dem Einlass 5 und dem Auslass 6 zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des Fließwegs 7 mit d angegeben ist. Dem gegenüber sind die Durchmesser D der Gewindeabschnitte 8 und 9 des Einlasses 5 bzw. des Auslasses 6 deutlich größer.
Der Gewindeabschnitt 8 des Einlasses 5, der Fließweg 7 und der Gewindeabschnitt 9 des Auslasses 6 liegen auf einer konzentrischen Achse a. Das im Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildete druckaufnehmende Element 4 weist eine Längsachse L auf, die senkrecht auf der Achse a steht. Statt einer senkrechten Anordnung der genannten Achsen hat sich auch eine solche bewährt, bei der der Winkel zwischen den Achsen zwischen 60° und 90° liegt.
Das druckaufnehmende Element 4 ist vorliegend stiftförmig ausgebildet, und zwar in Form eines zylindrischen Stifts. Unter stiftförmiger Ausbildung ist hier zu verstehen, dass die Länge des Elements 4 größer ist als der Durchmesser desselben.
Somit ist sichergestellt, dass ein Umströmen bzw. Umspülen des druckübertragenden Elements 4 erfolgt, bei dem sich kein Totraum ergibt und somit auch nicht die Gefahr besteht, dass sich Fett ablagert und verhärtet.
Der Druckschalter 1 kann mit einem (nicht dargestellten) Messanschluss für ein Manometer bzw. direkt mit einem Manometer versehen bzw. verbunden sein.
Druck im Fließweg 7 wirkt auf das druckaufnehmende Element 4, also auf den Druckstößel, und verschiebt ihn in Richtung des Doppelpfeils. Die Auslenkung des Elements 4 gegen den Druck eines nicht dargestellten Federelements wird gemessen und liefert ein dem Druck im Fließweg 7 entsprechendes Signal, aus dem der Druck ermittelt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Druckschalter
2: Gehäuse
3: Kavität
4: druckaufnehmendes Element
5: Einlass
6: Auslass
7: Fließweg
8: Gewindeabschnitt
9: Gewindeabschnitt
D: Durchmesser des Gewindeabschnitts
d: Durchmesser des Fließwegs
a: Achse
L: Längsachse

Claims

Druckschalter (1), umfassend ein Gehäuse (2), das eine Kavität (3) zur Aufnahme eines Fluids aufweist, dessen Druck zu messen ist, wobei der Druckschalter (1) weiterhin ein druckaufnehmendes Element (4) zur Messung des Drucks aufweist, das mit der Kavität (3) in fluidischer Verbindung steht, wobei sich die Kavität (3) von einem Einlass (5) bis zu einem Auslass (6) erstreckt und einen Fließweg (7) für das Fluid bildet, wobei das druckaufnehmende Element (4) zwischen dem Einlass (5) und dem Auslass (6) im Fließweg (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das druckaufnehmende Element (4) eine zylindrische Form mit konstantem Durchmesser aufweist, wobei es in einer Bohrung im Gehäuse (2) angeordnet ist, die einen konstanten Bohrungsdurchmesser aufweist, und wobei sich das druckaufnehmende Element (4) mit einem seiner Enden in den Fließweg (7) hinein erstreckt und mit seiner restlichen Erstreckung im Gehäuse (2) angeordnet ist.
Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließweg (7) zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgebildet ist.
Druckschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das druckaufnehmende Element (4) im Bereich des zylindrischen Abschnitts angeordnet ist.
Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (5) und der Auslass (6) jeweils einen Gewindeabschnitt (8, 9) aufweisen, wobei das Gewinde in das Gehäuse (2) geschnitten ist.
Druckschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) des Gewindeabschnitts (8, 9) größer ist als Durchmesser (d) des Fließwegs (7) zwischen dem Einlass (5) und dem Auslass (6).
Druckschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließweg (7) und die Gewindeabschnitte (8, 9) eine konzentrische Achse (a) aufweisen.
Druckschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (a) des Fließwegs (7) und die Längsachse (L) des stiftförmig ausgebildeten, insbesondere zylindrisch ausgebildeten druckaufhehmenden Elements (4) senkrecht aufeinander stehen.
Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er einen integrierten Messanschluss für den gemessenen Druck aufweist oder dass er mit einem Manometer in direkter Verbindung steht.